Plasmonic纳米粒子是重要的具有光响应功能的材料，有鉴于此，希腊约阿尼纳大学Maria Louloudi等报道具有Plasmonic功能的核壳Ag⁰@SiO₂纳米粒子，在分子催化剂[Fe(BF₄)₂·6H₂O/P(CH₂CH₂PPh₂)₃, PP₃]作用表现增强的甲酸脱氢催化反应性能。

主要内容

（1）

当光激发的Ag⁰@SiO₂ PNP纳米粒子，[(Fe/PP₃)/HCOOH/Ag⁰@SiO₂/hv]的光催化制氢性能比 [(Fe/PP₃)/HCOOH]高10倍，当使用12.5 μmol催化剂，制氢速率分别为173 mL H₂ min^-1和17 mL H₂ min^-1。TON和TOF分别提升~400 %（35643 vs 9615）和~600 %（17821 h^-1 vs 2885 h^-1）。

（2）

在波长为405 nm时，Ag⁰@SiO₂的光催化增强性能达到最高。在催化反应过程中监控溶液电位，发现Ag0@SiO₂光激发能够作为还原剂向着溶液注入热电子。通过改变Ag⁰@SiO₂的SiO₂厚度（3~5 nm），能够控制热电子注入速率和催化甲酸转化的速率。

本文研究给出的制氢速率可能实现价格较合理的Fe催化剂并且无需牺牲剂分解甲酸实现工业量制氢。这种[(Fe/PP₃)/HCOOH]体系可能与许多分解甲酸催化剂配合使用。

参考文献

Aikaterini Gemenetzi, Yiannis Deligiannakis, and Maria Louloudi*, Controlled Photoplasmonic Enhancement of H₂ Production via Formic Acid Dehydrogenation by a Molecular Fe Catalyst, ACS Catal. 2023

DOI: 10.1021/acscatal.3c01925

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.3c01925